Επεξεργασία υγρών αποβλήτων με τη χρήση μεμβρανών

Abstract

The main objective of the present PhD thesis was to develop and demonstrate an integrated Membrane BioReactor – Anaerobic Digester (MBR–AD) pilot plant for the co-treatment of domestic wastewater and biodegradable solid waste (BOW) with the subsequent energy production, through the combined application of the biological treatment technologies of Membrane BioReactor (MBR) and of Anaerobic Digestion (AD); focuses on the performance of it. For this reason, the system consisted of a MBR and an AD unit. The obtained treated effluent was examined for its physical and chemical characteristics in order to be used for irrigation whereas the produced sludge is used as feedstock material to an AD along with various types of biowaste namely food waste. The experimental results indicate that the MBR effluent was of high quality obtaining the necessary standards for its reuse for irrigation purposes in the agricultural sector. Finally, the biogas quality produced and its combustion properties are comparable to existing and commercially available AD systems. The system is foreseen to produce: (i) effluent of superior quality that can be safely reused in agriculture for irrigation purposes, (ii) biogas suitable for the in situ generation of heat and electricity and (iii) high quality organic solid bioproduct to be used as soil improver and/or as raw material for direct energy. Having as a main objective to demonstrate a sustainable conversion technology for direct energy production, in addition to a sustainable way of organic biowaste and wastewater handling, this PhD thesis focuses on the innovative integration of a MBR system for the treatment of municipal wastewater with an AD for the subsequent treatment of the generated sludge (by-product of MBR) along with other waste streams (e.g. BOW) generated in urban and/or agricultural areas. The ambitious goal of the proposed project was to design, construct, demonstrate and assess the feasibility of an innovative integrated system that will be able to produce biogas suitable for direct energy production and a 100% pure organic solid product, with the simultaneous production of high quality (tertiary treated) effluent that can be safely reused in agriculture. The design, construction and installation of the prototype pilot plant MBR–AD has been carried out, it was installed in Cyprus and it was operating for the co-treatment of primarily treated municipal wastewater (MBR system) and a mixture of BOW and excess sludge (AD system). Through the MBR–AD system’s operation, the operational parameters and therefore, the quality of the end-products will be optimized in order to provide a compact and innovative system for the effective and efficient transformation of all the types of organic biowaste and wastewater into useful and high added value end products. The ambitious goal set of “zero” waste discharge is of significant added value not only for Cyprus, but also for entire Europe in the field of combined biological treatment technologies for the sustainable management of organic biowaste and wastewater. The “zero” waste concept was the driving force for its implementation, targeting at the effective treatment of BOW, sewage sludge and wastewater and at energy and materials recovery. BOW and domestic wastewater were fed to the integrated treatment system to produce treated effluent suitable for irrigation, energy and a stabilized solid to be used as soil improver. The system was operated for a long time, from start-up to process optimization. After the steady state, five experimental stages (including start–up period) were carried out for the MBR process and five phases for the AD process. Under optimized operating conditions, the MBR achieved 99% removal of ammonium nitrogen (NH4–N), 95% removal of total nitrogen (TN) and 96% removal of chemical oxygen demand (COD). The treated effluent satisfied the Cypriot water reuse standards. The energy balance showed that the AD required 5% of heat and 3.5% of electricity from the total energy of the produced biogas to maintain its operation. This resulted in 50% of excess heat and 31.5% of excess electricity. The integrated pilot unit tackles several problems with the use of a single compact system. The development of a compact and innovative system for the sustainable management of organic waste mixtures (e.g. BOW, sludge and wastewater) targets at the formation of technical guidelines for the combination of biological treatment technologies regarding the production of high added value end- products from organic waste. In particular, (i) it produces in situ electricity and thermal energy by utilizing the biogas that produced from biological treatment of organic waste, (ii) it diverts organic waste from final disposal in landfills, (iii) it produces high quality effluent therefore enhancing reuse options of wastewater and thus relieving the already scarce water resources in Cyprus, (iv) it produces high added value organic product capable to be used as soil fertilized and/or as a fuel for energy recovery at a thermal treatment plant. As it’s mentioned above an innovative and integrated scheme that encompasses two well-established waste treatment technologies, the aerobic biological degradation of organic matter bioprocess via membranes and anaerobic digestion, was demonstrated as a zero-waste approach that may effectively treat wastewater and biowaste in an integrated and symbiotic manner. Aiming to create a tool for the design, monitoring, and control of the scheme, prediction models were developed, validated, and implemented for the process simulation of the integrated scheme. The minimization of selected objective functions led to the estimation of the models’ parameters. The activated sludge model no.1 (ASM1) was adopted for the simulation of the aerobic membrane bioreactor. The kinetic parameters were calibrated using volatile suspended solids and total nitrogen as the objective functions permitting the model to simulate the bioprocess satisfactorily (Nash–Sutcliffe Efficiency, NSE > 0.86) and to calculate the concentration of the active biomass. The predominance of heterotrophic bacteria (4300 to 9770 mg COD/L) over autotrophic biomass (508 to 1422 mg COD/L) was showcased. For the anaerobic process unit, a simplified anaerobic digestion model 1 ADM1-R4 was used, and the first-order hydrolysis constants (kch 0.41d−1, kpr 0.25d−1, kli 0.09d−1) and microbial decayrate (kdec 0.02 d−1) were evaluated, enabling an accurate prediction of biogas production rates. A full-implementation of the integrated scheme was conducted for a decentralized waste treatment plant in a small community. Preliminary design calculations were performed in order to estimate the values related to certain process and technical parameters. The performance of this full-scale plant was simulated by the developed model, presenting clear benefits for practical applications in waste treatment plants. These models can bridge the gap between technological innovation and full-scale exploitation while supporting adopters and decision makers. Within the United Nations’s (UN) sustainable development goals, environmental sustainability via waste treatment is a high priority. Additional pressure for sustainable waste and wastewater management via holistic and balanced approaches is posed by the increase in the Earth’s population, by intensive urbanization and global warming effects. Therefore, the adoption of integrated treatment schemes that meet environmental, safety, and cost standards at the same time are being sought. For his reason, integrated waste treatment schemes are more than essential. This “zero” waste concept managed to showcase a high treatment efficiency, recovering energy, and materials. More specifically, it is suitable for small-to-medium-scale regions where an integrated solution for the treatment of biowaste and wastewater is required in order to fulfil (a) the landfill directive requirements for the diversion of biodegradable waste from landfills, (b) the water framework directive for the achievement of good-quality water resources, and (c) the renewable energy directive for the promotion of attaining electricity from renewable energy sources. This innovative system constitutes a promising solution for insular and/or isolated communities or units (e.g., hotels) since it provides an enhanced method for wastewater, sewage sludge, and biowaste treatment leading to (a) sustainable energy production by biogas combustion, to cover local electricity and thermal demands; (b) clean water supply for agricultural purposes; and (c) stabilized solid organic matter, which can be exploited as a potential fuel source or as organic fertilizer for land application. The innovative, integrated technology that was developed and demonstrated through this PhD thesis will be used as a demonstration unit for further applications of small to medium scale, designated to be used locally by small settlements and/or insular communities with similar characteristics, facing similar problems of energy generation, water scarcity and waste disposal. Moreover, it is envisaged that this PhD thesis will contribute to the development of know-how for the efficient management of sludge and other BOW as well as for the development of instruments for competent authorities in order to apply appropriate schemes for sustainable energy production and management of solid waste and wastewater. In the long term, it is expected that the adoption of the proposed technology will contribute to the sustainable, viable and enhanced energy management of isolated communities by strengthening local economy – minimizing dependability on distant energy sources while presenting an alternative and sustainable handling of waste and wastewater to the local community.

Οι βιοαντιδραστήρες μεμβρανών (Membrane Bioreactors, MBR) αποτελούν μια σχετικά σύγχρονη μέθοδο που εφαρμόζεται ευρέως τα τελευταία χρόνια στην επεξεργασία αστικών και βιομηχανικών υγρών αποβλήτων. Συνδυάζουν την βιολογική επεξεργασία με την διήθηση διαμέσου μεμβρανών για τον διαχωρισμό της τελικής εκροής από την αιωρούμενη βιομάζα. Η παρούσα διδακτορική διατριβή είχε ως βασικό στόχο τον σχεδιασμό, την ανάπτυξη, την κατασκευή, τη λειτουργία και τη βελτιστοποίηση ενός πρότυπου πιλοτικού συστήματος MBR και Αναερόβιας Χώνευσης (AX) για την ολοκληρωμένη συνεπεξεργασία υγρών αποβλήτων και Βιοαποδομήσιμων Οργανικών Αποβλήτων (Biodegradable Organic Waste, BOW), με την ταυτόχρονη παραγωγή ενέργειας, μέσω της συνδυασμένη εφαρμογής των τεχνολογιών βιολογικής επεξεργασίας, στοχεύοντας στις βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας και στην υψηλή απόδοση του. Έχοντας ως κύριο στόχο την εγκατάσταση και λειτουργία ενός πρότυπου συστήματος επεξεργασίας αποβλήτων, εκτός από τον συμβατικό τρόπο διαχείρισης των BOW και των υγρών αποβλήτων, η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάζει στην καινοτόμο ενσωμάτωση ενός συστήματος MBR μαζί με ένα σύστημα AD, για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων και βιοαποβλήτων, αντίστοιχα που παράγονται σε αστικές ή/και αγροτικές περιοχές και ταυτόχρονα, με την επεξεργασία της παραγόμενης περίσσειας Ενεργού Ιλύος (ΕΙ) που είναι υποπροϊόν της μονάδας του MBR. Επιπλέον, έχοντας λάβει υπόψη όλα τα πιο πάνω, ως μακροπρόθεσμος στόχος ήταν μέσω της ορθολογιστικής αξιολόγησης των αποτελεσμάτων των χημικών αναλύσεων, η παραγωγή ικανοποιητικών ποσότητων βιοπροϊόντων. Ως εκ τούτου, απώτερος στόχος του πρότυπου ολοκληρωμένου πιλοτικού συστήματος ήταν η παραγωγή και επίτευξη: (i) υψηλής ποιότητας εκροής που θα μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί με ασφάλεια στη γεωργία για σκοπούς άρδευσης, (ii) ικανοποιητικές ποσότητες βιοαερίου κατάλληλο για την in situ συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας (ΣΗΘ) και (iii) υψηλής ποιότητας οργανικό στερεό προϊόν το οποίο θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εδαφοβελτιωτικό ή/και ως πρώτη ύλη για άμεση ενέργεια. Η προς επεξεργασία πρώτη ύλη για τη διεργασία της ΑX είναι τα βιοαπόβλητα συμπεριλαμβανομένης και της περίσσειας ΕΙ που παράγεται από τη μονάδα του MBR. Επιπλέον, το βιοαέριο που παράγεται αναμένεται να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Σαν επιπλέον στόχοι, εξετάστηκαν και κάποιες άλλες λειτουργικές παράμετροι των πειραμάτων και αυτές αφορούσαν την επίδραση των χαρακτηριστικών της βιομάζας στην έμφραξη των μεμβρανών. Η βασική λειτουργική παράμετρος που διερευνήθηκε είναι ο χρόνος παραμονής των στερεών στο πρότυπο πιλοτικό σύστημα, ενώ εξετάστηκε και η μακροχρόνια έμφραξη των μεμβρανών από την επίδραση διαφορετικών οργανικών φορτίσεων του βιοαντιδραστήρα. Η ιδέα της «μηδενικής» παραγωγής αποβλήτων ήταν η κινητήρια δύναμη για την εφαρμογή του πρότυπου ολοκληρωμένου πιλοτικού συστήματος, με στόχο την αποτελεσματική ανάκτηση ενέργειας και τελικών βιοπροϊόντων. Το εν λόγω σύστημα λειτούργησε για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, από την ημέρα της εκκίνησης του έως τη βελτιστοποίηση ολόκληρης της διαδικασίας. Μετά την επίτευξη σταθερής κατάστασης, πραγματοποιήθηκαν πέντε πειραματικοί κύκλοι (στους οποίους συμπεριλαμβάνεται η εκκίνηση/εγκλιματισμός) για τη λειτουργία της μονάδας του MBR και πέντε πειραματικές φάσεις για την λειτουργία της μονάδας ΑD. Αξίζει να σημειωθεί ότι, η μονάδα του MBR υπό τις βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας, πέτυχε πάρα πολύ υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου (NH4–N > 99%), καθώς επίσης, αρκετά υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης ολικού αζώτου και οργανικού φορτίου, αντίστοιχα (ΤΝ > 95% και COD > 96%). Η τελική εκροή της μονάδας του MBR πληρούσε τα κυπριακά πρότυπα επαναχρησιμοποίησης νερού. Αναφορικά με τη μονάδα του ΑD, έδειξε ότι, από τη συνολική ενέργεια του παραγόμενου βιοαερίου, το ενεργειακό ισοζύγιο απαιτούσε η μονάδα του ΑD για να διατηρήσει τη λειτουργία της, ήταν 5% θερμότητα και 3.5% ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα το 50% της περίσσειας θερμότητας και το 31.5% της περίσσειας ηλεκτρικής ενέργειας. Η ανάπτυξη ενός συμπαγούς και καινοτόμου συστήματος για τη βιώσιμη διαχείριση διαφόρων μειγμάτων οργανικών αποβλήτων (π.χ. BOW, λάσπης και υγρών λυμάτων) στοχεύει στη διαμόρφωση τεχνικών κατευθυντήριων γραμμών για το συνδυασμό τεχνολογιών βιολογικής επεξεργασίας (MBR και ΑD) βιοαποβλήτων, σχετικά με την παραγωγή τελικών προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. Ειδικότερα, (i) παράγει in situ ηλεκτρική ενέργεια και θερμική ενέργεια χρησιμοποιώντας το βιοαέριο που παράγεται από τη βιολογική επεξεργασία οργανικών αποβλήτων, (ii) αποτρέπει την τελική διάθεση οργανικών αποβλήτων σε χώρους υγειονομικής ταφής, (iii) παράγει υψηλής ποιότητας εκροή, επομένως βελτιώνει επιλογές επαναχρησιμοποίησης των λυμάτων μετριάζοντας το πρόβλημα λειψυδρίας που υπάρχει στην Κύπρο λόγω των ήδη λιγοστών υδάτινων πόρων, (iv) παράγει τελικό οργανικό βιοπροϊόν υψηλής προστιθέμενης αξίας ικανό να χρησιμοποιηθεί ως λίπανση εδάφους ή/και ως καύσιμο για ανάκτηση ενέργειας σε μονάδα θερμικής επεξεργασίας. Όπως προαναφέρθηκε, το πρότυπο πιλοτικό σύστημα περιλαμβάνει δύο συμβατικές τεχνολογίες επεξεργασίας αποβλήτων, την αερόβια βιολογική διεργασία και αποδόμηση της οργανικής ύλης μέσω MBR και ΑD. Αποδείχθηκε ως μια προσέγγιση «μηδενικής» παραγωγής αποβλήτων που μπορεί να συνεπεξεργαστεί αποτελεσματικά τα απόβλητα με ένα ολοκληρωμένο τρόπο. Μέσω της λειτουργίας του πρότυπου πιλοτικού συστήματος MBR–AD, βελτιστοποιήθηκαν οι λειτουργικές παράμετροι και συνεπώς η ποιότητα των τελικών προϊόντων με σκοπό την αποτελεσματική και αποδοτική μετατροπή όλων των ρευμάτων αποβλήτων, σε χρήσιμα προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας. Ο φιλόδοξος στόχος της «μηδενικής» απόρριψης αποβλήτων έχει τεράστια σημασία και υψηλή προστιθέμενη αξία όχι μόνο για την Κύπρο, αλλά και για ολόκληρη την Ευρώπη, στον τομέα της αειφόρου ανάπτυξης και των νέων καινοτόμων συστημάτων για την διαχείριση των αποβλήτων. Επιπλέον, ακόμη ένας στόχος, ήταν η δημιουργία ενός εργαλείου για το σχεδιασμό, την παρακολούθηση και τον συνεχή έλεγχο του συστήματος και προς τον σκοπό αυτό, αναπτύχθηκαν και εφαρμόστηκαν μαθηματικά μοντέλα για την προσομοίωση ολόκληρης της διαδικασίας του συστήματος. Η ελαχιστοποίηση των επιλεγμένων αντικειμενικών συναρτήσεων οδήγησε στην εκτίμηση των παραμέτρων των μοντέλων. Το μοντέλο Eνεργού Iλύος (EI) αρ.1 (Activated Sludge Model No.1, ASM1) υιοθετήθηκε για την προσομοίωση του MBR. Οι κινητικές παράμετροι βαθμονομήθηκαν χρησιμοποιώντας συγκεντρώσεις από τα πτητικά αιωρούμενα στερεά (Volatile Suspended Solids, VSS) και του οργανικού αζώτου (Total Nitrogen, TN) ως αντικειμενικές συναρτήσεις που επιτρέπουν στο μοντέλο να προσομοιώσει ικανοποιητικά τη βιοδιεργασία (Nash–Sutcliffe Efficiency, NSE > 0.86) και να υπολογίσει ταυτόχρονα, τη συγκέντρωση της ενεργού βιομάζας. Μέσω της προσομοίωσης. φαίνεται ότι, επικράτησαν τα ετερότροφα βακτηρίων (4300 έως 9770 mg COD/L) έναντι των αυτότροφων βακτηρίων (508 έως 1422 mg COD/L). Για τη μονάδα του ΑD, χρησιμοποιήθηκε ένα απλοποιημένο μοντέλο Αναερόβιας Χώνευσης αρ.1 (Anaerobic Digestion Model No.1–R4, ADM1-R4,) και λήφθηκαν υπόψη, οι σταθερές υδρόλυσης πρώτης τάξης (kch 0.41 d−1, kpr 0.25 d−1, kli 0.09 d−1) και η μικροβιακή αποσύνθεση (kdec 0.02 d−1), όπου στη συνέχεια αξιολογήθηκαν, επιτρέποντας την ακριβή πρόβλεψη του ρυθμού παραγωγής βιοαερίου. Βάσει των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης, πραγματοποιήθηκε πλήρης εφαρμογή του πρότυπου ολοκληρωμένου πιλοτικού συστήματος για μια αποκεντρωμένη μονάδα επεξεργασίας αποβλήτων, η οποία θα ήταν εγκατεστημένη σε μια μικρή κοινότητα. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί προκαταρκτικού σχεδιασμού προκειμένου να εκτιμηθούν οι τιμές που σχετίζονται με ορισμένες διαδικασίες και τεχνικές παραμέτρους. Η απόδοση αυτής της μονάδας πλήρους κλίμακας προσομοιώθηκε από το αναπτυγμένο μοντέλο, παρουσιάζοντας σαφή οφέλη για πρακτικές εφαρμογές σε μονάδες επεξεργασίας αποβλήτων. Στην πραγματικότητα, αυτά τα μαθηματικά μοντέλα μπορούν να γεφυρώσουν το χάσμα μεταξύ της τεχνολογικής καινοτομίας και των εγκαταστάσεων πλήρους κλίμακας, επηρεάζοντας θετικά υποστηρίζουν τους υπεύθυνους στα κέντρα λήψεως αποφάσεων, για να υποστηρίξουν αυτές τις καινοτόμες τεχνολογίες. Στο πλαίσιο των στόχων βιώσιμης ανάπτυξης του Οργανισμού Ηνωμένων Εθνών (ΟΗΕ), η περιβαλλοντική βιωσιμότητα μέσω της επεξεργασίας των αποβλήτων αποτελεί υψηλή προτεραιότητα. Πρόσθετη πίεση για βιώσιμη διαχείριση των αποβλήτων μέσω ολιστικών προσεγγίσεων, δημιουργείται από την αύξηση του πληθυσμού της γης, από την εντατική αστικοποίηση και τις επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Ως εκ τούτου, επιδιώκεται η υιοθέτηση ολοκληρωμένων συστημάτων επεξεργασίας αποβλήτων που πληρούν ταυτόχρονα περιβαλλοντικά πρότυπα. Για τον λόγο αυτό, τα συστήματα ολοκληρωμένης επεξεργασίας αποβλήτων, είναι κάτι παραπάνω από αναγκαία. Αυτή η ιδέα της «μηδενικής» παραγωγής αποβλήτων κατάφερε να επιτύχει υψηλή απόδοση τελικής εκροής, ανάκτηση ενέργειας και παραγωγή τελικών βιοπροϊότων. Πιο συγκεκριμένα, το εν λόγω σύστημα επεξεργασίας αποβλήτων, είναι κατάλληλο για περιοχές μικρής έως μεσαίας κλίμακας όπου απαιτείται μια ολοκληρωμένη λύση για την επεξεργασία βιοαποβλήτων και υγρών αποβλήτων προκειμένου την επίτευξη των απαιτήσεων των διαφόρων οδηγιών και νομοθεσιών. Αυτό το πρότυπο ολοκληρωμένο πιλοτικό σύστημα που αναπτύχθηκε και το οποίο παρουσιάζεται μέσω της παρούσας διδακτορικής διατριβής, αποτελεί μία πολλά υποσχόμενη λύση και το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο για περαιτέρω εφαρμογές μικρής έως μεσαίας κλίμακας, που προορίζεται για μικρούς οικισμούς, για νησιωτικές ή/και απομονωμένες κοινότητες ή μικρές μονάδες (π.χ. ξενοδοχεία, κλπ.), με παρόμοια χαρακτηριστικά και που αντιμετωπίζουν παρόμοια προβλήματα λειψυδρίας και τελικής διάθεσης αποβλήτων, καθώς παρέχει μια ολοκληρωμένη μέθοδο επεξεργασίας υγρών λυμάτων, λυματολάσπης και βιοαποβλήτων. Επιπλέον, η παρούσα διδακτορική διατριβή θα συμβάλει στην ανάπτυξη τεχνογνωσίας για την αποτελεσματική διαχείριση των υγρών λυμάτων, της λυματολάσπης και άλλων ρευμάτων βιοαποβλήτων, καθώς και στην ανάπτυξη χρήσιμων εργαλείων για την ολιστική εφαρμογή παρόμοιων συστημάτων επεξεργασίας αποβλήτων. Μακροπρόθεσμα, αναμένεται ότι η υιοθέτηση της προτεινόμενης τεχνολογίας θα συμβάλει στην προστασία του φυσικού περιβάλλοντος και στην αειφόρο ανάπτυξη απομονωμένων κοινοτήτων ενισχύοντας τις τοπικές κοινωνίες (ελαχιστοποιώντας το υψηλό κόστος από την διαχείριση των αποβλήτων) και παρουσιάζοντας παράλληλα, μια εναλλακτική τεχνολογία για την επεξεργασία αποβλήτων. Από την ανάπτυξη αυτού του πρότυπου πιλοτικού συστήματος, τα οφέλη από την εγκατάσταση και την λειτουργία του αναμένεται να είναι πολλά. Συγκεκριμένα, μερικά από αυτά τα οφέλη είναι η αξιοποίηση των βιοαποβλήτων για παραγωγή βιοαερίου και ενέργειας, η ελάττωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO2), αφού τα οργανικά απόβλητα επεξεργάζονται και δεν καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής απορριμμάτων και η παραγωγή υψηλής ποιότητας επεξεργασμένης εκροής ικανή για επαναχρησιμοποίηση, στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας και εξοικονόμησης πόρων. H επαναχρησιμοποίηση των υγρών αποβλήτων, εκτός του ότι εξοικονομεί πηγές νερού, όπως προαναφέρθηκε, μειώνει το κόστος επεξεργασίας και διάθεσης τους, περιορίζει την απαιτούμενη υποδομή για εκμετάλλευση και χρήση άλλων πηγών νερού και φυσικά περιορίζει το κόστος χρήσης τους και τις ρυπαντικές επιπτώσεις τους. Για να διασφαλιστεί η ποιότητα των επεξεργαζόμενων αποβλήτων που καταλήγουν στο περιβάλλον, η οποιαδήποτε επεξεργασία που τυγχάνουν, έχει ως στόχο την απομάκρυνση των μη επιθυμητών σωματιδίων, τοξικών ενώσεων, βαρέων μετάλλων και θρεπτικών ουσιών. Τα συστήματα που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των αποβλήτων διαφέρουν ανάλογα με τον όγκο και την ποιότητα τους. Πάντα όμως η επεξεργασία των αποβλήτων υπακούει σε οδηγίες και κανονισμούς που έχουν στόχο την εξασφάλιση της ποιότητας των αποβλήτων ώστε με την απόρριψη τους, να μην δημιουργείται πρόβλημα στο περιβάλλον. Τα αποτελέσματα της έρευνας είναι ενθαρρυντικά για την εφαρμογή του συγκεκριμένου συστήματος στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων υψηλού οργανικού φορτίου με υψηλές συγκεντρώσεις αζώτου και φωσφόρου. Επίσης, τα αποτελέσματα αυτά, μπορούν να αξιοποιηθούν τόσο από μια μικρή κοινότητα, όσο και από ένα ιδιώτη επενδυτή ο οποίος ενδιαφέρεται να επενδύσει σε μια παρόμοια μονάδα για την παραγωγή βιοπροϊότων υψηλής προστιθέμενης αξίας.